基本介紹
- 中文名： 鳳凰飛行器
- 發射時間：2007年8月4日
- 國家：美國
簡介,著陸方式,主要技術參數,重大意義,
簡介
2007年8月4日，美國發射“鳳凰號”火星探測器，“鳳凰號”是繼“海盜號”之後唯一未使用安全氣囊著陸火星的著陸器，且其進入段採用彈道升力式進入，對飛行軌跡進行控制，發射意義重大。在火星表面正常工作至2008年11月。
著陸方式
人類的火星探測史上有三種著陸方式：以“火星漫遊者”、“勇氣號”、“機遇號”為代表的氣囊著陸；以“海盜號”和“鳳凰號”為代表的支架著陸；美國計畫2012年發射的“火星科學實驗室”為代表的空中吊車著陸。
鳳凰飛行器
鳳凰飛行器“鳳凰號”之前的火星探測器都採用彈道式進入。彈道式進入不能對飛行軌跡進行控制，飛行軌跡陡峭，氣動加熱嚴重，著陸精度很低。“鳳凰號”採用彈道升力式進入，通過控制升力的大小和方向來控制飛行軌跡，使陡峭的飛行軌跡變得平坦，同時降低了飛行過程中的氣動加熱，提高了著陸精度。
“海盜號”和“鳳凰號”是典型的彈道升力式進入，“海盜號”採用彈道升力式構型，但未對升力進行控制利用，“鳳凰號”通過對升力進行控制，有效地改變飛行軌跡，大大降低了飛行過程中的總吸熱量，並提高了開傘點精度；著陸時採用“支架”著陸方式，即在著陸的最後階段是通過著陸器的支架緩衝著陸的，這種著陸方式著陸精度較高。
支架著陸是在變推力發動機制動減速階段結束後，飛行器速度已經較小（垂直速度2~4m/s，水平速度<1m/s），通過緩衝支架將飛行器速度進一步減小到零。利用緩衝支架成功著陸的“海盜號”和“鳳凰號”均採用了3支腿支架。支架著陸精度高，是未來定點高精度著陸裝置的發展方向。
彈道升力式構型的飛行器保持了彈道式飛行器結構簡單的特點，同時具有一定的軌道機動能力，為新一代的火星探測器所廣泛使用。美國已發射成功的“鳳凰號”和計畫2012年發射的“火星科學實驗室”就採用這種構型，在進入段通過姿態控制發動機控制升力，從而對其飛行軌跡進行控制。
主要技術參數
進入質量/kg 600進入速度/(km/s) 5.6 彈道係數/(kg/m^2) 70 升力控制 有
進入導航 無 升阻比 0.06 降落傘直徑/m 11.5 降落傘阻力係數 0.67
開傘點高度/km 9 開傘點速度/Ma 1.6 開傘點動壓/Pa 420著陸前制動 變推力
著陸緩衝方式 3支腿 著陸質量/kg 364 著陸有效載荷/kg 167著陸點海拔/km 2
著陸垂直速度/(m/s) 2.4 著陸水平速度/(m/s)<1 外形直徑/m 2.65
重大意義
2007年8月4日,美國發射了“鳳凰號”火星探測器,經過幾個月的飛行,於2008年5月5日“鳳凰號”開始了對火星的巡航,經過20天的操控成功軟著陸在火星表面。火星探測的主要方式有:1)從火星近旁飛過,進行近距離觀察;2)成為火星的人造衛星,進行長期觀察;3)著陸火星表面進行實地考察;4)取回樣品。就目前來說,要對火星表面環境、土壤化學分析以及有關火星物理特性研究就必須進行著陸火星表面實地考察,也就是上面第三種方法。“鳳凰號”的成功著陸即是一個代表。
從歷史上來看,約55%的火星著陸嘗試都以失敗而告終,而“鳳凰號”利用的軟著陸方法已經有32年沒有嘗試過,但是事實表明,“鳳凰號”成功著陸火星MOLA(Mars Orbiter Laser Altimeter)地區,這是人類深空探測的一個里程碑;而且“鳳凰號”已經取得了大量的火星表面氣候地質數據,並發回了大量的有價值的清晰圖片,為人們對火星的研究提供了寶貴的資料。
目前我國已經制定了深空探測規劃,火星探測是繼月球探測之後至關重要的深空探測活動,對“鳳凰號”的著陸過程進行詳細了解將大大有助於我國的火星探測。
